AM二次开发在船体模型检查中的应用

2022-07-01唐志广

船舶标准化工程师 2022年3期

谭冬，唐志广

（大连中远海运重工有限公司，辽宁大连 116113）

0 引言

AVEVA Marine（AM）是目前世界上最先进的船舶三维设计软件之一，由英国AVEVA公司研发。AM主要分为舾装设计模块和船体设计模块。舾装设计模块由工厂设计管理系统（Plant Design Management System，PDMS）升级而来，船体设计模块由TRIBON软件升级而来。AM软件功能强大，可轻松实现对船舶设计过程中各专业的协同设计。

三维建模是船体结构三维设计的基础，根据数字孪生的要求，只有建立正确的模型才能建造出正确的实船。AM软件提供了强大的三维建模功能，可帮助船舶设计师完成复杂的建模工作。考虑到自身施工能力，船厂通常将一条船划分为多个分段，每个分段又分为成百上千个构件，构件和构件之间需要按照设计规范规定的连接方式进行装配和焊接。由此可见，要设计出正确的模型，不仅要保证构件的材质正确，也要保证构件的位置、大小等几何特性正确，还要保证构件之间的连接方式是正确的。然而，AM并未提供相关的模型检查功能，在实际的设计工作中，模型检查任务往往由设计师人工完成，在数量庞大的构件之中检查结构设计是否符合规范要求十分耗时费力。为减轻设计压力，利用软件开发手段自动化检查模型成为优先选择。本文以变高型材对接处的连接代码检查为例，对AM二次开发在船体模型检查中的应用进行探索。

1 变高扶强材对接要求

利用AM进行船体生产设计建模时，经常会遇到变高型材对接的情况，需要对模型对接处进行特殊处理。如图1（a）所示，若不进行特殊处理，直接按普通对接方式建模，则会在2个型材对接处产生一个高度差，形成结构缺陷。一般处理方法如图1（b）所示，从较大的型材上切除阴影部分（切除部分的长度参考规格书或设计规范的要求，一般为高度差的4倍），再将角钢面板（或球扁钢的球头）部分向下压，形成如图1（c）所示的形状，然后将角钢面板（或球扁钢球头）与腹板焊接好，最后再焊接2个型材的对接部分。

图1 变高型材对接处理方式

针对变高型材，AM软件提供了如图2所示的3种端切样式，配合灵活的参数设置（a为切除宽度，b为切除高度，R为切除半径），基本可覆盖大多数情况下的建模需求。若需要特殊形式的端切，可利用AM软件提供的自定义端切功能，进入系统初始化模块创建自定义的特殊端切样式，供建模使用。

图2 变高型材对接端切代码

由于船体模型中的加强筋规格繁多、结构复杂，且建模人员的水平参差不齐，故模型端切代码难免会出现一些错误设置。特别是2个分段的对接处，一旦相关设计人员沟通不及时，极易出现设计错误，这会造成较大的返工或材料损失。因此，进行模型检查十分必要。考虑到人工检查工作量巨大，可利用AM二次开发的方法编制程序，自动、批量执行模型检查工作，可有效提高模型检查的效率和准确性。

2 AM二次开发方法简介

AM软件使船舶生产设计的各个专业实现了数字化，大大提高了设计的效率和准确性。然而，由于每个船厂的客观条件不同，须考虑到客户的定制化需求，AM软件可提供丰富的二次开发接口和友好的界面，以便用户根据本工厂的实际情况与需求进行二次开发，进而解决各种实际问题。

AM软件的二次开发体系架构如图3所示，对AM 软件进行二次开发可采用可编程的宏语言（Programming Marco Language ，PML）方法和Net方法，以及这2种方法都可调用的公共应用程序框架（Common Application Framework，CAF）数据抽取接口。其中PML方法主要用于舾装模块，NET方法主要用于船体模块和舾装模块。本文采用NET方法提供的接口和功能进行开发。

图3 AM二次开发体系架构

3 基于AM二次开发的变高型材端切代码检查方法

模型中各构件之间的连接方式通常由1串数字代码表示。AM二次开发程序首先接收用户输入的分段名列表，其中包含需要检查的分段的名称。随后，AM二次开发程序提取分段名列表中各个分段的型材，并将这些型材信息另存为1个型材列表。在此之后，对型材列表中的每个型材两两配对，通过计算每对型材端头的距离是否小于某个特定值δ来判断型材端头是否处于对接状态。若发现2个型材的端头是对接的，则比较其高度差是否小于特定的差值Δh，如果高度差大于Δh，还需判断端切代码是否符合特定的代码值。为减少程序后续的编译次数并提高通用性，需要将型材的端头距离δ、型材的高度差Δh、型材端切特定代码值（列表）设置于相应配置文件中，程序通过配置文件获取具体的数值供计算或判断时使用。将上述工作流程绘制成程序流程图，见图4。